黏弹性聚合物驱渗流机理研究进展

聚合物驱已成为国内外化学驱中提高原油采收率主要方法之一,其在大庆油田的60年开发稳产中起到重要作用,在水驱基础上提高原油采收率达到约13%.聚合物驱主要机理为改善流度比,提高注入液的波及体积,从而提高驱油效率.近几年,聚合物溶液黏弹性能够进一步扩大其在多孔介质中的微观波及面积从而提高微观驱油效率的作用机理也逐渐被人们所认识.文章从聚合物溶液黏弹特性、聚合物驱微观可视化实验、岩心驱替实验及驱油机理理论研究4个方面进行了综合分析,对比论述了国内外关于黏弹性聚合物溶液渗流机理的研究现状、实验手段及方法,给出了聚合物溶液的黏弹性产生的法向应力能够进一步对水驱后残余油产生“拉”“拽”作用,从而使其比纯黏性流体进一步提高在多孔介质内的微观波及效率及驱油效率,明确了弹性湍流是产生表观增稠的本质,对提高驱油效率产生一定的正向影响.最后针对黏弹性聚合物驱渗流机理研究面临的问题及发展方向进行总结,弹性湍流产生的条件、黏弹性对不同尺寸孔隙内不同类型原油采收率的贡献及弹性与油藏润湿性的协同影响等机理成为未来研究的挑战与方向.论文的归纳能够为黏弹性聚合物溶液机理深入研究及矿场设计优选聚合物提供重要的参考.

页岩油微观渗流机理研究进展

页岩油已成为全球非常规油气资源勘探开发的重点,但其开发面临诸多挑战。针对页岩油赋存孔隙空间复杂、渗流机理尚不明确和研究方法亟需探索的关键问题,从孔隙尺度和岩心尺度,系统阐述了页岩油微观渗流机理在实验方法和计算模拟方面的研究现状,探讨了目前存在的问题和未来研究的发展趋势。结果显示,目前多种实验方法结合能较好表征页岩孔隙结构,但对微尺度与岩心尺度流动的表征尚存在不足;孔隙尺度流动机理研究以格子玻尔兹曼方法为代表的直接法和以孔隙网络模拟为代表的间接法为主,但对微尺度效应的考虑有待完善;岩心尺度流动机理研究主要为基于毛管束模型和分形理论,建立考虑边界层效应的渗流模型。指出充分考虑页岩油微纳米孔隙中流动边界吸附/滑移、密度/黏度非均质性、应力敏感、启动压力梯度等因素,耦合不同尺度渗流机理,构建能够准确表征页岩油多相多尺度流动特征的数学模型是未来的主要研究方向。

济阳页岩油渗流机理及开发规律研究

济阳页岩油资源潜力巨大,但受复杂地质条件影响,对压裂后多尺度空间渗流机理及开发规律缺乏系统认识,规模效益开发难度大。为厘清济阳页岩油开发规律的内在机制,针对济阳页岩油多尺度裂缝发育特征,综合物理实验与数值模拟等多种手段,研究压裂后复合缝网的形成机制及组合模式,开展多尺度裂缝应力敏感、多级孔缝内流体非线性渗流、孔缝系统渗吸置换等多重介质空间渗流机理研究。依据压裂改造后多尺度缝网的分布及其渗流规律的差异性,建立了页岩油“易流-缓流-滞流”三区渗流模式,明确了济阳页岩油不同流动阶段的渗流特征与开发规律。研究结果表明:层理缝发育可改善储层物性条件,提高渗吸置换效率,降低启动压力梯度;弹性开发阶段随地层压力下降,渗流通道减小,缝网导流能力降低,具有明显的应力敏感性。济阳页岩油开发过程中,开发初期流态以易流区供液的裂缝线性流和裂缝椭圆流为主;开发中期缓流区向易流区供能,流态转变为地层椭圆流;开发后期滞流区内的页岩油逐渐动用,流态转变为边界控制流。受地质条件和生产制度影响,不同水平井能量变化、含水率下降和产量变化规律具有较大差异。合理优化闷井时间和生产制度,能够保证渗吸置换效果,高效利用地层能量,提高页岩油产能。

朝阳沟阶地扶杨油层微观孔隙结构及渗流机理分析

基于扶余油层和杨大城子油层典型河道砂岩岩心样品,利用CT扫描物理实验和数字岩心重建技术,开展低渗透砂岩微观孔隙结构表征及渗流机理分析。通过矿物组分定量分析和扫描电镜拼图成像技术,识别出岩心矿物种类及其含量,划分出粒间孔、粒内孔和填隙物内孔共3种孔隙类型。针对总孔隙空间进行等效半径分布曲线计算,呈现明显的双峰结构,峰值主要集中在约50μm和约1μm。利用重构的数字岩心模型模拟油水两相渗流,模拟结果显示,扶余油层油水共渗区较宽,残余油饱和度为30%~45%;杨大城子油层油水共渗区较窄,残余油饱和度为40%~55%。在毛管力和亲水性的作用下,水相优先进入小孔道,小孔道先于大孔道形成水锁,相较于扶余油层,杨大城子油层的喉道半径小,数量多,更易形成水锁,残余油饱和度较高。

裂缝性油藏精细裂缝表征及渗流机理研究

针对裂缝性油藏渗流规律复杂,目前暂无有效的方法进行描述这一问题,以实际露头为原型开展裂缝精细描述,得到不同尺度裂缝符合幂函数分布规律,且裂缝尺度越小,数目越多。在此基础上建立裂缝精细表征地质模型,开展裂缝油藏渗流规律研究。结果表明:开采初期油藏中大裂缝优先得到动用,产油比例95%以上来自大裂缝,此阶段油藏含水率一般不超过20%,生产特征表现为产能高和递减快;随着注入水沿大裂缝窜流,油藏含水上升,中裂缝在大裂缝的带动下控制油藏整个渗流场和剩余油的分布,裂缝出油比例仍占70%以上,油藏含水率为20%~40%;当大、中裂缝水淹后,油藏含水率超过40%,在渗吸作用下小裂缝及基质成为产油的关键,占比达50%以上,这一阶段油藏采油速度低但持续时间长。根据不同阶段的渗流规律制定合理的注水开发策略,以减缓裂缝水窜和增大基质出油,具体为初期阶段降压开采延长无水采油期,中期阶段脉冲注水减缓裂缝水窜,后期阶段周期注水增加基质出油。该注水策略在渤海KAT油田现场应用,实践效果较好,单井含水率下降10%~60%,日增油10~90 m^(3),提高采收率超过6%,可为类似裂缝性油藏注水开发提供指导和借鉴。

姬塬油田G60区聚合物微球渗流机理研究

姬塬油田G60区2017年开始聚合物微球调驱,随着注入时间的延长,调驱效果逐渐变差,主要是注入端注水压力上升速度加快,采出端见效率下降,自然递减加大。针对以上问题开展了聚合物微球渗流机理研究,提出优化参数的方案,达到控水稳油、高效开发的目标。

水利大坝渗流机理与模拟分析

大坝是水利工程的重要组成部分,使其安全稳定地工作具有十分重要的意义。该文针对大坝渗流问题进行研究,介绍了渗流的概念以及分类,明确了稳定渗流和非稳定渗流的区别。在达西定律的基础上构建了大坝稳定渗流和非稳定渗流的微分方程。在仿真软件中对大坝处于洪水水位和正常水位情况下的渗流情况进行了模拟试验,结果表明:经过三级防渗流处理,大坝的渗透总水头和孔隙水压力均在安全范围内。

对页岩气储层特征及渗流机理的分析

本文通过对页岩气储层特征的分析,着重关注了页岩气的形成机理与赋存机理,并以页岩气渗流机理为切入点展开研究。在具体研究中,以乐平山段页岩气储层为案例,着眼于解决相关问题,特别聚焦了达西渗流、滑脱效应以及克怒森流动等方面。通过深入研究这些关键机理,为对页岩气的精确表征提供了重要的基础。研究结果不仅对页岩气的勘探和进一步开发提供了理论启示,为理解页岩气储层的复杂性以及制定相关开发战略提供了有力支持。

大型低渗致密含水气藏渗流机理及开发对策研究

针对大型低渗致密含水气藏的开发问题,本次研究首先对大型低渗致密含水气藏储层特征进行分析,在此基础上,对大型低渗致密含水气藏储层渗流机理进行探讨,最后,对大型低渗致密含水气藏储层开发对策进行研究,为推动我国大型低渗致密含水气藏开发领域的进一步发展奠定基础。研究表明:对于大型低渗致密含水气藏而言,含水对气相渗流能力的影响大,储层束缚水可转化为可动水,储层产水主控因素影响,气水渗流能力受压力梯度影响,储层极易伤害,在进行开发作业的过程中,需要从富集区及井位优选、开发方法优化、合理配产、压裂酸化、强化储层保护等角度入手,分别采取多项有效措施,以此提高开发效率和开发效果。

页岩气藏渗流机理及压裂井产能评价

为了掌握页岩气藏生产动态特征,提高页岩气井产能,对页岩气藏渗流机理及产能评价进行研究。页岩气藏与常规气藏最主要的差异在于页岩气藏存在吸附解吸特性。利用Lang-muir等温吸附方程描述页岩气的吸附解吸现象,点源函数及质量守恒法,结合页岩气渗流特征建立双重介质压裂井渗流数学模型,通过数值反演及计算机编程绘制了产能递减曲线图版。分析了Langmuir体积、Langmuir压力、弹性储容比、窜流系数、边界、裂缝长度等因素对页岩气井产能的影响。

X-CT扫描成像技术在特低渗透储层微观孔隙结构及渗流机理研究中的应用——以西峰油田庄19井区长8_2储层为例

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组河流-湖泊三角洲相砂岩储层物性受沉积—埋藏—成岩等因素控制。特低渗透储层具有其独特的微观孔隙结构和渗流机理。应用X-CT扫描成像实验技术进行砂岩岩心微观孔隙结构水驱油驱替实验,通过CT扫描切片图像观察分析了注入水微观驱替渗流机理及不同注入压力下的水驱油效率变化分布规律(实验岩心的水驱油效率最高为62%,最低为42%,平均为51.6%),定量评价了储层微观孔隙结构特征。实验表明低孔、低渗和储层微观双重孔隙结构是造成注入水启动压力、水驱油效率差异大的根本原因;而较强的微观孔隙结构非均质性,是造成注入水波及效率不高、水驱油效率较低的主要原因。

基于三维网络模型的水驱油微观渗流机理研究

利用逾渗网络模型在微观水平进行随机模拟来研究水驱油的微观渗流规律,通过模型计算结果与油水稳态相对渗透率驱替实验结果对比验证了网络模拟的有效性.在此基础上,讨论了在不同润湿条件下、水驱不同阶段的剩余油微观分布规律.将剩余油分布形态归纳为4种状态:孤粒/孤滴状、斑块状、网络状和油水混合状态.研究表明,网络状剩余油的块数较少,但所占体积比例较大.随着剩余油饱和度的降低,最大网络状油所占孔隙数减少,剩余油饱和度在40%-50%附近开始以较快速度减少.润湿性不仅影响驱油效率,也影响剩余油分布形态.在驱替过程中,剩余油分布总的变化趋势是逐渐趋于分散.

西峰油田长8储层微观孔隙结构非均质性与渗流机理实验

为深入剖析超低渗储层微观孔隙结构非均质性对渗流机理的影响程度,选取鄂尔多斯盆地西峰油田长8储层有代表性的样品进行了真实砂岩微观模型水驱油和CT扫描水驱油驱替实验。通过真实砂岩微观模型水驱油实验发现,对于没有微裂缝存在的岩样,水驱油效果往往与渗透率成正比关系,而微裂缝的存在使得微观孔隙结构非均质性显得更加突出,渗流机理将完全改变,从而水驱油效果也表现出较大的差异。CT扫描水驱油驱替实验结果也表明,微裂缝的存在明显增加了孔喉微观非均质程度,使得水驱效果变差。而环压对具有双重孔隙介质储层的注水效果会产生较大影响。可见对于超低渗储层,微观孔隙结构非均质性是造成注入水波及效率不高、水驱油效果差的主要原因。

砾岩油藏水驱与聚合物驱微观渗流机理差异

砾岩油藏特殊的沉积环境导致储层孔隙结构呈现复模态特征,渗流系统以"稀网-非网状"流态为主,水驱与聚合物驱微观渗流机理及两者差异的研究成为油藏提高采收率的难点和关键。克拉玛依油田属于典型的砾岩油藏,选取实际岩心为研究对象,采用CT扫描技术研究了亲水和弱亲油岩石的水驱和聚合物驱微观驱替机理,并且在驱油效率影响因素分析的基础上,建立了2种驱替方式下砾岩油藏的最终采收率计算模型。实验结果表明:砾岩油藏亲水岩石水驱与聚合物驱渗流机理均以沿岩石表面"爬行"驱替为主,而弱亲油岩石则均以沿孔隙中部"突进"驱替为主,由于渗流机理的差异性,亲水岩石水驱后残余油主要在细喉道及孔隙交汇处赋存,聚合物溶液通过更强的剪切拖拽作用把这些残余油切割成许多小油滴,进而随着聚合物溶液顺利通过狭窄的喉道向前运动,以达到提高油藏采收率的目的;弱亲油岩石水驱后残余油主要以油膜形态及细孔道赋存为主,聚合物溶液以更强的剪切应力促使油膜通过桥接连通和形成油丝2种方式从颗粒表面被聚合物驱替带走。由于聚合物溶液与注入水溶液的性质存在本质差别,导致复模态的孔隙结构对聚合物溶液渗流和驱替的影响远小于水驱溶液。因此,针对2种不同润湿性的岩石,储层孔隙结构是水驱油效率的主控因素,物性和含油性的影响较小,而聚合物驱效果则与水驱后残余油饱和度具有较好的相关性,利用建立的模型可以有效地预测2个驱替阶段油藏的采收率。

特低渗透油藏渗流机理研究及应用

胜利油区特低渗透油藏物性差、非均质性强、储量丰度低、孔喉细小,开发中存在单井液量低、有效驱替难、技术经济井距难以确定等问题,为此,从微观和宏观上研究了特低渗透油藏开发效果的影响因素,深化了特低渗透油藏非达西渗流机理,建立了有效渗流能力评价方法,发展完善了提高薄互层储层预测精度的新方法和相控地应力预测技术,形成了以储层改造完井适配井网技术为核心的提高采收率技术。恒速压汞和微管实验研究发现,喉道的大小和分布是影响特低渗透油藏有效渗透能力的主控因素;特低渗透油藏存在边界层,从而减小了有效流动半径,增大了渗流阻力。通过攻关集成配套技术和应用,整体开发水平得以提高,相控非均质地应力预测技术得到的地应力与井点测量结果误差在5°之内,仿水平井注水开发技术建成产能为144.3×104t,径向水射流井网适配技术使纯17-1块采收率提高了7.0%,复合增注技术使滨425块沙四段油藏单元平均单井增产液量为3.3 t/d,实现了特低渗透储量的高效开发。

大型低渗致密含水气藏渗流机理及开发对策

低渗致密砂岩含水气藏具有大面积分布、低构造、低孔渗、强非均质性,次生孔隙发育,孔喉细小,毛细管压力高,无明显的气/水界面,气水关系复杂,含水饱和度高等储层特征。储层渗流机理复杂:储层水相对气相渗流能力影响显著;在气水互封状态下,气体弹性膨胀导致部分束缚水转化为可动水;气、水两相渗流能力受压力梯度影响,压力梯度增大,气相渗流能力降低,水相渗流能力升高。基于储层特征及渗流机理认识,提出了针对性的开发对策:①加强富集区优选,从储量大小、储量动用性和动用速度三个角度出发,结合储层静、动态特征,形成相应的储层评价方法,在此基础上结合地质特征,优选富集区,实现有序、滚动开发;②根据储层可动水饱和度分布,优选井位、射孔层位,降低产水风险;③依据临界储层厚度图版,选择合适井型;④采用密井网开发;⑤控压开采;⑥根据储层性质,合理配产;⑦提升压裂酸化增产改造水平,开发低伤害压裂液;⑧采用空气钻井或负压钻井,降低地层伤害;⑨对于产水气藏,强化排水采气,建立"要采气,先排水"的开发思路;⑩增压开采,提高采收率。

页岩气渗流机理对气藏开采的影响

页岩气藏具有自生、自储、自封闭的成藏特点，页岩气储层孔隙结构复杂、类型多样，具有储集流体和提供流动空间的双重作用，复杂的孔隙结构决定了页岩气渗流机理的复杂多样，然而渗流机理是影响页岩气开采的关键。从页岩储层孔隙结构入手，对不同尺度孔隙结构主导的5种渗流机理进行了深入分析。在此基础上，结合页岩气储层物性特征、相渗特征和吸附特征，重点分析了渗吸吸入作用和非达西渗流对页岩气开采的影响。结果表明，非达西渗流的存在有助于页岩气开采，渗吸吸人作用会严重影响页岩气的开采。

蒸汽辅助重力泄油渗流机理研究

针对双水平井及直井与水平井组合蒸汽辅助重力泄油(SAGD)两种常用布井方式,利用数值模拟方法及Surfer 制图软件制作出重力过程中泄油初期、高峰期及泄油后期不同泄油阶段蒸汽腔截面的温度场、压力场、剩余油饱和度场的场图,更直观、形象的描述了SAGD的蒸汽腔形成及扩展过程以及不同泄油阶段蒸汽腔形状及泄油机理,并对两种布井方式的重力泄油效果进行了比较,为SAGD技术的应用提供决策依据。

火山岩气藏不同储渗模式下的非线性渗流机理

利用恒速压汞、核磁共振及岩心驱替实验结果,分析火山岩气藏非线性渗流机理。根据储集空间和喉道的组合方式,结合生产动态特征,将火山岩储集层划分为气孔型、粒间孔型、微孔型及裂缝-溶蚀孔型4种储渗模式。滑脱效应和应力敏感性影响火山岩气藏渗流特征,粒间孔型储集层滑脱效应较弱,气孔型滑脱效应中等,微孔型滑脱效应最明显;不同储渗模式下的应力敏感性差异较大,裂缝-溶蚀孔型应力敏感性最强,气孔型次之,粒间孔型较弱。结合生产动态,建立了火山岩气藏多重介质的"接力"排供气机理概念模型:高产稳产阶段,大孔大缝供气,气井单井产量高,该阶段以压差作用为主;产量递减阶段,中孔小缝供气,该阶段以压实作用为主;低产稳产阶段,小孔微缝供气,该阶段以渗吸和扩散作用为主。

聚合物驱宏观渗流机理的三维油藏物理模拟研究

利用高温高压复杂驱动体系三维物理模拟系统研究聚合物驱提高原油采收率的宏观渗流机理。用模型上布置的压差传感器和饱和度测量探针,测量了聚合物驱的开采效果、压力场和饱和度场变化。对于三维物理模型,聚合物在油藏内的吸附、滞留等作用使流动阻力增大、油藏压力上升、液流转向。聚合物从主流线流向两侧的剩余油区,不仅驱替出主流线上的剩余油,而且通过提高波及范围驱替出两侧剩余油区内的剩余油,在油藏内形成一个从主流线向两侧扩展的油墙,提高了宏观波及体积。三维物理模拟研究动态饱和度场和压力场,能够更好地描述聚合物驱提高原油采收率的驱油机理。